宇宙空洞与热 Sunyaev-Zel'dovich 数据的交叉相关

我们通过将基于 BOSS-DR12 数据构建的 97,090 个空洞目录堆叠在由阿塔卡马宇宙学望远镜（ACT）DR4 与普朗克卫星数据建立的 $y$ 图上，给出了朝向宇宙空洞的 Sunyaev-Zel'dovich Compton-$y$ 信号亏损的观测结果。我们以 ACT 达到 $7.3\,\sigma$、以 Planck 达到 $9.7\,\sigma$ 的显著性探测到空洞信号，并从两张图中提取的相应空洞径向 $y$ 轮廓取得一致。内部空洞轮廓（对于空洞角半径内的角分离）分别以 ACT 和 Planck 的 $4.7\sigma$ 与 $6.1\sigma$ 显著性重建；我们使用一个假设均匀气体（欠）密度与温度的简单模型来刻画该轮廓，从而能够对空洞密度反差（负值）与电子温度的乘积 $(-\delta_{\rm v}T_{\rm e})$ 施加约束。两组数据的最佳拟合值分别为 ACT 的 $(-\delta_{\rm v}T_{\rm e})=(6.5\pm 2.3)\times 10^{5}\,\text{K}$ 与 Planck 的 $(8.6 \pm 2.1)\times 10^{5}\,\text{K}$（$68\%$ 置信水平），其在不确定度下吻合良好。数据允许我们以 ACT 的 $2.7\times10^5\,\text{K}$ 与 Planck 的 $5.1\times10^5\,\text{K}$（$95\%$ 置信水平）对预期空洞电子温度设定下限；这些结果可转化为对空洞电子密度与宇宙平均密度之比的上限，分别为 $n^{\rm v}_{\rm e}/\bar{n}_{\rm e}\leqslant 0.73$ 与 $0.49$（$95\%$ 置信水平）。我们的发现证明了利用 tSZ 观测约束宇宙空洞内气体性质的可行性，并确认了空洞相较其周边为欠压区域。